概述
最近在思考一个基于规则进行挑选的技术重构,想通过规则引擎进行实现,借着这个机会正好可以详细了解一下规则引擎。本篇文章将会详细介绍规则引擎easy-rules的使用。项目地址:https://github.com/j-easy/easy-rules
简介
Easy Rules是一个简单但功能强大的Java规则引擎,提供以下特性:
- 轻量级框架和易于学习的API
- 基于POJO的开发
- 支持从原始规则创建组合规则
- 支持通过表达式(如MVEL,SPEL和JEXL)定义规则
开始使用
引入依赖
<dependency> <groupId>org.jeasy</groupId> <artifactId>easy-rules-core</artifactId> <version>4.1.0</version> </dependency>
上面只引入了core模块依赖,如需要其它模块内容,再引入对应依赖即可。
定义规则
介绍
大多数业务规则可以用以下定义表示:
- name:规则命名空间中的唯一规则名称
- description:规则的简要描述
- priority:规则的优先级
- facts:触发规则时的一组已知事实
- conditions:在给定一些事实的情况下,为了应用该规则,需要满足的一组条件
- actions:满足条件时要执行的一组操作(可能会添加/删除/修改事实)
Easy Rules为定义业务规则的每个关键点提供了抽象。Easy Rules中的规则由Rule接口表示:
public interface Rule extends Comparable<Rule> { /** * 此方法封装了规则的条件。 * @return 如果根据提供的事实可以应用规则,则为true,否则为false */ boolean evaluate(Facts facts); /** * 此方法封装了规则的操作。 * @throws 如果在执行操作期间发生错误,则抛出异常 */ void execute(Facts facts) throws Exception; //Getters and setters for rule name, description and priority omitted. }
evaluate()方法封装了必须为true才能触发规则的条件。execute()方法封装了在满足规则条件时应该执行的操作。条件和操作由Condition和Action接口表示。
规则可以用两种不同的方式定义:
- 通过在POJO上添加注解来声明
- 通过RuleBuilder API编程
这些是定义规则的最常用方法,但是如果需要,您也可以实现Rule接口或扩展BasicRule类。
使用注解定义规则
Easy Rules提供了@Rule注解,可以将POJO转换为规则。
@Rule(name = "my rule", description = "my rule description", priority = 1) public class MyRule { @Condition public boolean when(@Fact("fact") fact) { // 规则条件 return true; } @Action(order = 1) public void then(Facts facts) throws Exception { // 规则为true时的操作1 } @Action(order = 2) public void finally() throws Exception { // 规则为true时的操作2 } }
@Condition注解用来标记评估规则条件的方法,这个方法必须是public,可以有一个或多个带@Fact注解的参数,并返回一个boolean类型。只有一个方法可以用@Condition注解标记。
@Action注解用来标记执行操作的方法,规则可以有多个操作。可以使用order属性以指定的顺序执行操作。
使用RuleBuilder定义规则
RuleBuilder允许你用流式API定义规则。
Rule rule = new RuleBuilder() .name("myRule") .description("myRuleDescription") .priority(3) .when(condition) .then(action1) .then(action2) .build();
在本例中,condition是Condition接口的实例,action1和action2是Action接口的实例。
组合规则
Easy Rules允许从原始规则创建复杂的规则。一个CompositeRule由一组规则组成。组合规则是一个抽象概念,因为组合规则可以以不同的方式触发。Easy Rules提供了3种CompositeRule的实现。
- UnitRuleGroup:单元规则组是作为一个单元使用的组合规则,要么应用所有规则,要么不应用任何规则。
- ActivationRuleGroup:激活规则组触发第一个适用规则并忽略组中的其他规则。规则首先按照其在组中的自然顺序(默认情况下优先级)进行排序。
- ConditionalRuleGroup:条件规则组将具有最高优先级的规则作为条件,如果具有最高优先级的规则的计算结果为true,那么将触发其余的规则。
组合规则可以从原始规则创建并像常规规则一样注册。
// 从两个原始规则创建组合规则 UnitRuleGroup myUnitRuleGroup = new UnitRuleGroup("myUnitRuleGroup", "unit of myRule1 and myRule2"); myUnitRuleGroup.addRule(myRule1); myUnitRuleGroup.addRule(myRule2); // 像常规规则一样注册组合规则 Rules rules = new Rules(); rules.register(myUnitRuleGroup); RulesEngine rulesEngine = new DefaultRulesEngine(); rulesEngine.fire(rules, someFacts);
规则优先级
Easy Rules中的每个规则都有一个优先级。这表示触发注册规则的默认顺序。默认情况下,值越低优先级越高。要覆盖此行为,您应该重写compareTo()方法以提供自定义优先级策略。
- 如果是继承BasicRule,可以在构造方法中指定优先级,或者重写getPriority()方法。
- 如果是使用POJO定义规则,可以通过@Rule注解的priority属性指定优先级,或者使用@Priority注解标记一个方法。这个方法必须是public,无参却返回类型为Integer。
- 如果使用RuleBuilder定义规则,可以使用RuleBuilder#priority()方法指定优先级。
Rules API
Easy rules中的一组规则由rules API表示。它的使用方法如下:
Rules rules = new Rules(); rules.register(myRule1); rules.register(myRule2);
Rules表示已注册规则的命名空间,因此,在同一命名空间下,每一个已经注册的规则必须有唯一的名称。
Rules是通过Rule#compareTo()方法进行比较的,因此,Rule的实现应该正确的实现compareTo()方法来确保单一空间下拥有唯一的规则名称。
定义事实
Easy Rules中的一个事实是由Fact表示的:
public class Fact<T> { private final String name; private final T value; }
一个事实有一个名称和一个值,两者都不能为null。另一方面,Facts API 表示一组事实并充当事实的命名空间。这意味着,在一个Facts实例中,事实必须有唯一的名称。
下面是一个如何定义事实的例子:
Fact<String> fact = new Fact("foo", "bar"); Facts facts = new Facts(); facts.add(fact);
你也可以使用一个更短的版本,用put方法创建命名的事实,如下所示:
Facts facts = new Facts(); facts.put("foo", "bar");
可以使用@Fact注解将事实注入到规则的条件和操作方法中。在以下规则中,rain事实被注入到itRains方法的rain参数中:
@Rule class WeatherRule { @Condition public boolean itRains(@Fact("rain") boolean rain) { return rain; } @Action public void takeAnUmbrella(Facts facts) { System.out.println("It rains, take an umbrella!"); // can add/remove/modify facts } }
类型为Facts的参数将被注入所有已知的事实。
注意:
- 如果条件方法中缺少注入的事实,引擎将记录一个警告,并认为条件被计算为false。
- 如果动作方法中缺少注入的事实,则不会执行该动作,并且抛出org.jeasy.rules.core.NoSuchFactException异常。
定义规则引擎
Easy Rules提供了RulesEngine接口的两种实现:
- DefaultRulesEngine:根据规则的自然顺序(默认为优先级)应用规则。
- InferenceRulesEngine:在已知的事实上不断地应用规则,直到没有更多的规则可用。
创建规则引擎
可以使用构造方法创建规则引擎。
RulesEngine rulesEngine = new DefaultRulesEngine(); // or RulesEngine rulesEngine = new InferenceRulesEngine();
可以按如下方式触发已注册的规则。
rulesEngine.fire(rules, facts);
规则引擎参数
Easy Rules引擎可以配置以下参数:
参数 | 类型 | 默认值 |
---|---|---|
rulePriorityThreshold | int | MaxInt |
skipOnFirstAppliedRule | boolean | false |
rulePriorityThreshold | int | false |
skipOnFirstFailedRule | boolean | false |
skipOnFirstNonTriggeredRule | boolean | false |
skipOnFirstAppliedRule
:当一个规则成功应用时,跳过余下的规则。skipOnFirstFailedRule
:当一个规则失败时,跳过余下的规则。skipOnFirstNonTriggeredRule
:当一个规则未触发时,跳过余下的规则。rulePriorityThreshold
:当优先级超过指定的阈值时,跳过余下的规则。
可以使用RulesEngineParameters API指定这些参数:
RulesEngineParameters parameters = new RulesEngineParameters() .rulePriorityThreshold(10) .skipOnFirstAppliedRule(true) .skipOnFirstFailedRule(true) .skipOnFirstNonTriggeredRule(true); RulesEngine rulesEngine = new DefaultRulesEngine(parameters);
如果你想从你的引擎中获取参数,你可以使用以下代码段:
RulesEngineParameters parameters = myEngine.getParameters();
这允许在创建引擎参数后重新设置引擎参数。
定义规则监听器
可以通过RuleListener API来监听规则执行事件:
public interface RuleListener { /** * 在评估规则之前触发。 * * @param rule 正在被评估的规则 * @param facts 评估规则之前的已知事实 * @return 如果规则应该评估,则返回true,否则返回false */ default boolean beforeEvaluate(Rule rule, Facts facts) { return true; } /** * 在评估规则之后触发 * * @param rule 评估之后的规则 * @param facts 评估规则之后的已知事实 * @param evaluationResult 评估结果 */ default void afterEvaluate(Rule rule, Facts facts, boolean evaluationResult) { } /** * 运行时异常导致条件评估错误时触发 * * @param rule 评估之后的规则 * @param facts 评估时的已知事实 * @param exception 条件评估时发生的异常 */ default void onEvaluationError(Rule rule, Facts facts, Exception exception) { } /** * 在规则操作执行之前触发。 * * @param rule 当前的规则 * @param facts 执行规则操作时的已知事实 */ default void beforeExecute(Rule rule, Facts facts) { } /** * 在规则操作成功执行之后触发 * * @param rule t当前的规则 * @param facts 执行规则操作时的已知事实 */ default void onSuccess(Rule rule, Facts facts) { } /** * 在规则操作执行失败时触发 * * @param rule 当前的规则 * @param facts 执行规则操作时的已知事实 * @param exception 执行规则操作时发生的异常 */ default void onFailure(Rule rule, Facts facts, Exception exception) { } }
可以实现这个接口来提供自定义行为,以便在每个规则之前/之后执行。要注册监听器,请使用以下代码段:
DefaultRulesEngine rulesEngine = new DefaultRulesEngine(); rulesEngine.registerRuleListener(myRuleListener);
可以注册任意数量的侦听器,它们将按照注册顺序执行。
注意:当使用组合规则时,监听器是围绕组合规则调用的。
定义规则引擎监听器
可以通过RulesEngineListener API来监听规则引擎的执行事件:
public interface RulesEngineListener { /** * 在执行规则集之前触发 * * @param rules 要触发的规则集 * @param facts 触发规则前的事实 */ default void beforeEvaluate(Rules rules, Facts facts) { } /** * 在执行规则集之后触发 * * @param rules 要触发的规则集 * @param facts 触发规则前的事实 */ default void afterExecute(Rules rules, Facts facts) { } }
RulesEngineListener允许我们在触发整个规则集之前/之后提供自定义行为。可以使用如下方式注册监听器。
DefaultRulesEngine rulesEngine = new DefaultRulesEngine(); rulesEngine.registerRulesEngineListener(myRulesEngineListener);
可以注册任意数量的监听器,它们将按照注册顺序执行。
表达式语言(EL)支持
Easy Rules支持用MVEL、SpEL和JEXL定义规则。
EL提供者注意事项
EL提供者在行为上有一些区别。例如,当一个事实在条件中缺失时,MVEL抛出一个异常,而SpEL将忽略它并返回false。因此,在选择Easy Rules使用哪个EL之前,你应该了解这些差异。
通过编程的方式定义规则
条件、动作和规则分别由MVELCondition/SpELCondition/JexlCondition、MVELAction/SpELAction/JexlAction和MVELRule/SpELRule/JexlRule类表示。下面是一个使用MVEL定义规则的例子:
Rule ageRule = new MVELRule() .name("age rule") .description("Check if person's age is > 18 and marks the person as adult") .priority(1) .when("person.age > 18") .then("person.setAdult(true);");
通过规则描述文件定义规则
可以使用规则描述文件定义规则,使用MVELRuleFactory/SpELRuleFactory/JexlRuleFactory来从描述符文件创建规则。下面是一个在alcohol-rule.yml中以YAML格式定义的MVEL规则示例:
name: "alcohol rule" description: "children are not allowed to buy alcohol" priority: 2 condition: "person.isAdult() == false" actions: - "System.out.println("Shop: Sorry, you are not allowed to buy alcohol");"
MVELRuleFactory ruleFactory = new MVELRuleFactory(new YamlRuleDefinitionReader()); MVELRule alcoholRule = ruleFactory.createRule(new FileReader("alcohol-rule.yml"));
还可以使用一个文件创建多个规则。
--- name: adult rule description: when age is greater than 18, then mark as adult priority: 1 condition: "person.age > 18" actions: - "person.setAdult(true);" --- name: weather rule description: when it rains, then take an umbrella priority: 2 condition: "rain == true" actions: - "System.out.println("It rains, take an umbrella!");"
可以使用如下方式将这些规则加载到rules对象中。
MVELRuleFactory ruleFactory = new MVELRuleFactory(new YamlRuleDefinitionReader()); Rules rules = ruleFactory.createRules(new FileReader("rules.yml"));
Easy Rules还支持从JSON描述符加载规则。具体参考文档,这里不做展开。
规则定义中的错误处理
关于条件中不正确表达式的引擎行为
对于条件求值过程中可能发生的任何运行时异常(丢失事实、表达式中输入错误等),引擎将记录一个警告,并认为条件求值为false。可以使用RuleListener#onEvaluationError来监听评估错误。
关于操作中不正确表达式的引擎行为
对于任何在执行操作时可能发生的运行时异常(丢失事实、表达式中输入错误等),该操作将不会执行,引擎将记录一个错误。可以使用RuleListener#onFailure来监听操作执行异常。当一个规则失败时,引擎将移动到下一个规则,除非设置了skipOnFirstFailedRule参数。
实际栗子
本栗子使用Easy Rules实现FizzBuzz应用程序。FizzBuzz是一个简单的应用程序,需要从1数到100,并且:
- 如果数字是5的倍数,则打印“fizz”
- 如果数字是7的倍数,请打印“buzz”
- 如果数字是5和7的倍数,请打印“fizzbuzz”
- 否则打印数字本身
public class FizzBuzz { public static void main(String[] args) { for(int i = 1; i <= 100; i++) { if (((i % 5) == 0) && ((i % 7) == 0)) System.out.print("fizzbuzz"); else if ((i % 5) == 0) System.out.print("fizz"); else if ((i % 7) == 0) System.out.print("buzz"); else System.out.print(i); System.out.println(); } System.out.println(); } }
我们将为每个需求编写一条规则:
@Rule public class FizzRule { @Condition public boolean isFizz(@Fact("number") Integer number) { return number % 5 == 0; } @Action public void printFizz() { System.out.print("fizz"); } @Priority public int getPriority() { return 1; } } @Rule public class BuzzRule { @Condition public boolean isBuzz(@Fact("number") Integer number) { return number % 7 == 0; } @Action public void printBuzz() { System.out.print("buzz"); } @Priority public int getPriority() { return 2; } } public class FizzBuzzRule extends UnitRuleGroup { public FizzBuzzRule(Object... rules) { for (Object rule : rules) { addRule(rule); } } @Override public int getPriority() { return 0; } } @Rule public class NonFizzBuzzRule { @Condition public boolean isNotFizzNorBuzz(@Fact("number") Integer number) { return number % 5 != 0 || number % 7 != 0; } @Action public void printInput(@Fact("number") Integer number) { System.out.print(number); } @Priority public int getPriority() { return 3; } }
以下是对这些规则的一些解释:
- FizzRule和BuzzRule很简单,它们会检查输入是5的倍数还是7的倍数,然后打印结果。
- FizzBuzzRule是一个组合规则。通过FizzRule和BuzzRule创建。基类选择为UnitRuleGroup,要么满足并应用这两个规则,要么什么都不应用。
- NonFizzBuzzRule是既不是5的倍数也不是7的倍数时的规则。
请注意,我们已经设置了优先级,因此规则的触发顺序与Java示例中的示例相同。
然后,我们必须将这些规则注册到一个规则集中,并使用一个规则引擎来触发它们:
public class FizzBuzzWithEasyRules { public static void main(String[] args) { // 创建规则引擎 RulesEngineParameters parameters = new RulesEngineParameters().skipOnFirstAppliedRule(true); RulesEngine fizzBuzzEngine = new DefaultRulesEngine(parameters); // 创建规则 Rules rules = new Rules(); rules.register(new FizzRule()); rules.register(new BuzzRule()); rules.register(new FizzBuzzRule(new FizzRule(), new BuzzRule())); rules.register(new NonFizzBuzzRule()); // 触发规则 Facts facts = new Facts(); for (int i = 1; i <= 100; i++) { facts.put("number", i); fizzBuzzEngine.fire(rules, facts); System.out.println(); } } }
注意,我们已经设置了skipOnFirstAppliedRule参数,以便在成功应用规则时跳过后续的规则。
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最后
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